REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAMINISTERIO DE EDUCACIÓN SUPERIOR

INSTITUTO UNIVERSITARIO DE TECNOLOGÍA“JOSÉ ANTONIO ANZOÁTEGUI”

DEPARTAMENTO DE TECNOLOGÍA QUÍMICA LABORATORIO DE PROCESOS QUÍMICOS I

DETERMINACIÓN DE VISCOSIDADINFORME #1

INTEGRANTES: Herrera, Pedro CI: 17.008.594Profesora: Martínez, Pedro CI: 16.573.828 Nidia Pérez Otero, Maikel CI: 15.884.637 Rodríguez, Ynés CI: 17.010.734 Rojas, Leoval CI: 17.009.366 Rojas, Lesly CI: 17.008.630

EL TIGRE, 19 DE NOVIEMBRE DEL 2.004ÍNDICE :

SIMBOLOGÍA ..................................................................................................3

DATOS EXPERIMENTALES .........................................................................4

TABLAS DE RESULTADOS ..........................................................................8

DISCUSIÓN DE RESULTADOS ................................................................11

CONCLUSIONES ......................................................................................... 30

BIBLIOGRAFÍA..............................................................................................37

ANEXOS

ANEXO #1: MUESTRA DE CÁLCULOS ..........................................39

ANEXO #2: GRÁFICAS....................................................................43

ANEXO #3: TABLAS UTILIZADAS..................................................46

I

SIMBOLOGÍA

Símbolo Descripción Unidad

T Temperatura oC

GE Gravedad especifica Adimensional

µ Viscosidad absoluta Pa.s

ال Viscosidad cinemática m2/s

SSU Segundos Saybolt Universal s

SSF Segundos Saybolt Furol s

°API Clasificación de crudos Adimensional

V Volumen ml

du/dy Velocidad s-1

ζ Esfuerzo de corte Pa

DATOS EXPERIMENTALES:

TABLA #1: Viscosidad Saybolt obtenidas a determinadas temperaturas para

los diferentes fluidos.

FLUIDOTEMPERATURA

(°C)

GRAVEDAD

ESPECÍFICA

VISCOSIDAD

SAYBOLT (SSU)

ACEITE DE DOS

TIEMPOS

37,7 0,850 163,58

98,8 0,810 43,21

ACEITE DE

TRANSMISICIÓN

37,7 0,842 138,21

98,8 0,816 52,67

ACEITE

MONOGRADO

37,7 0,870 575,38

98,8 0,841 142,27

ACEITE SAE 50

MOTOR

37,7 0,850 551,24

98,8 0,830 78,10

TABLA #2: Gravedad específica en los fluidos a determinar viscosidad

Saybolt a temperatura de 65,5°C

FLUIDOGRAVEDAD

ESPECÍFICA A 65,5 °C

ACEITE DE DOS

TIEMPOS0,825

ACEITE DE 0,827

TRANSMISICIÓN

ACEITE

MONOGRADO0,854

ACEITE SAE 50

MOTOR0,845

TABLA #3: Variación de la viscosidad absoluta (Viscosímetro de Campo-

Haakee) en función de la concentración, en una muestra de pintura.

TABLA #4: Variación de la viscosidad absoluta (Viscosímetro de Campo-

Haakee) en función de la temperatura, en una muestra de pintura.

Temperatura (°C) µ (dPa.s)

35 1,20

%V/V µ (dPa.s)

100 30

90 8,2

80 5,2

70 1,3

60 0,7

50 0,3

40 0,90

50 0,58

55 0,41

60 0,70

TABLA #5: Datos para la clasificación Reológica de diversos fluidos

(Viscosímetro Fann)

FLUIDOIDA VUELTA

RPM ANGULO RPM ANGULO

SALSA DE

TOMATE

3 5 3 4,5

6 72 6 15

100 162 100 55

200 207 200 89

300 206 300 150

600 157 600 160

ACEITE

COMESTIBLE

3 1 3 1

6 13 6 14

100 26 100 28

200 38 200 37

300 48 300 48

600 60 600 61

MAYONESA3 3 3 3,5

6 50 6 48

100 104 100 101

200 149 200 151

300 186 300 184

600 205 600 200

PINTURA

3 3 3 2,5

6 75 6 42

100 187 100 100

200 241 200 150

300 275 300 200

600 300 600 280

TABLA #6: Constantes utilizadas para la conversión de datos reológicos.

DATOS REOLÓGICOS CONSTANTES

RPM 1,70345.10-1

Ang (Ida y Vuelta) 5,11 dina/cm2

RESULTADOS EXPERIMENTALES:

TABLA #1: Viscosidad Absoluta (µ), Cinemática (ال) y °API, de los fluidos a

determinadas temperaturas.

FLUIDO T (°C) µ (Pa.s) (m2/s) ال°API

Gráfico Empírico

ACEITE DE 2

TIEMPOS

37,7 2,90.10-2 3,50.10-5 35 34,97

65,5 9,50.10-3 1,18.10-5 40 40,01

98,8 4,10.10-3 5,20.10-6 44 43,19

ACEITE DE

TRANSMISIÓN

37,7 2,45.10-2 2,90.10-5 37 36,55

65,5 1,20.10-2 1,50.10-5 39,5 39,60

98,8 6,60.10-3 8,20.10-6 43 41,90

ACEITE

MONOGRADO

37,7 1,00.10-1 1,15.10-4 31 31,14

65,5 6,60.10-2 8,00.10-5 34 34,19

98,8 5,00.10-2 3,05.10-5 37 36,75

ACEITE SAE 50

MOTOR

37,7 1,00.10-1 1,19.10-4 35 34,97

65,5 3,20.10-2 3,85.10-5 36 35,55

98,8 1,25.10-2 1,52.10-5 39 38,98

TABLA #2: Velocidad Angular (du/dy) y Tensión de Cortadura (ζ) en los

fluidos estudiados en el Viscosímetro Fann para su clasificación reológica.

FLUIDOIDA VUELTA

du/dy (s-1) ζ (dina/cm2) du/dy (s-1) ζ (dina/cm2)

SALSA DE

TOMATE

5,1102 25,55 5,1102 22,995

10,2204 367,92 10,2204 76,65

170,34 827,82 170,34 281,05

340,68 1057,77 340,68 454,79

511,02 1052,66 511,02 766,5

1022,04 802,27 1022,04 817,6

ACEITE

COMESTIBLE

5,1102 5,11 5,1102 5,11

10,2204 66,43 10,2204 71,54

170,34 135,86 170,34 143,08

340,68 194,18 340,68 189,07

511,02 245,28 511,02 245,28

1022,04 306,6 1022,04 311,71

MAYONESA

5,1102 15,33 5,1102 17,885

10,2204 255,5 10,2204 245,28

170,34 531,44 170,34 516,11

340,68 761,39 340,68 771,61

511,02 950,46 511,02 940,24

1022,04 1047,55 1022,04 1022

PINTURA 5,1102 15,33 5,1102 12,775

10,2204 383,25 10,2204 214,62

170,34 955,57 170,34 511

340,68 1231,51 340,68 766,5

511,02 1405,25 511,02 1022

1022,04 1533 1022,04 1430,8

TABLA #4: Clasificación Reológica de los fluidos analizados en el

Viscosímetro de Fann.

FLUIDO

CLASIFICACIÓN REOLÓGICA

SALSA DE

TOMATE

ACEITE COMESTIBLE

MAYONESA PINTURA

NEWTONIANO

BINGHAM

PSEUDOPLÁSTICO x x

DILATANTES

REOPÉCTICOS

TIXOTRÓPICOS x x

DISCUSIÓN DE RESULTADOS

HERRERA, PEDRO CI:17.008.594

La determinación de la viscosidad de ciertos fluidos se realizó

utilizando tres viscosímetros; los cuales utilizan principios diferentes para

dicha determinación; pero que sin embargo, son herramientas imprescindibles

dentro de cualquier campo industrial que requiera de la mecánica de fluidos.

En primer lugar, se utilizó el viscosímetro Saybolt el cual proporciona la

medición de viscosidad mediante el tiempo que tarda en fluir 60 mL de fluido

a través de un tubo capilar; el diámetro del mismo proporcionará medidas en

Segundo Saybolt Universal (SSU), utilizado para fluidos menos denso y en

caso contrario, Segundo Saybolt Furol (SSF). A los fluidos analizados, se les

determinó la viscosidad a 2 temperaturas diferentes, a 37,7°C y 98,8°C

aproximadamente; además de peso específico, de esta forma utilizando la

carta A.S.T.M, se obtiene de forma sistemática la viscosidad absoluta y

cinemática, además del °API para dichos fluidos.

El primer fluido analizado fue el Aceite de dos Tiempos, el cual se

calentó y utilizando el hidrómetro apropiado se determinó el peso específico

para cada una de las temperaturas dadas. La viscosidad varió de 163,58 a

43,21 SSU, a temperaturas respectivas, a una tercera temperatura (65,5°C), la

viscosidad se determinó utilizando el Monograma de Viscosidad. La

viscosidad absoluta y cinemática disminuyeron de 2,90.10-2 a 4,10.10-3Pa.s y

3,50.10-5 a 5,20.10-6m2/s, respectivamente; entre tanto el °API aumentó de

34,97 a 43,19. De la misma forma para el Aceite de Transmisión, los valores

de viscosidad disminuyeron de 2,45.10-2 Pa.s (µ) para ubicarse en 6,60.10-3Pa.s

y 2,90.10-5 a 8,20.10-6m2/s y, entre 36,55 y 41,90°API. El Aceite Monogrado,

manifestó igualmente un intervalo de viscosidad absoluta entre 1,00.10 -1 y

5,00.10-2Pa.s; en cuanto a la cinemática, su valores van entre 1,15.10 -4 y

3,05.10-5m2/s e igualmente, presentó 36,75 °API en la temperatura mas

elevada. Finalmente, el Aceite SAE 50 Motor presentó un intervalo de

viscosidad absoluta y cinemática de 1,00.10-1 a 1,25.10-2 Pa.s y 1,19.10-4 a

1,52.10-5 m2/s para ubicarse de 34,97 a 38,98 °API (Tabla de Resultados #1).

Es necesario acotar que los intervalos de viscosidad y °API, corresponden a la

mínima temperatura de 37,7°C y la máxima de 98,8°C a la que se someten

todos los fluidos. El siguiente equipo sometido a experiencia fue el

Viscosímetro Rotacional Fann, el cual proporciona un conjunto de datos que

permiten realizar una clasificación reológica de los fluidos a analizar. Se fijan

velocidades determinadas expresadas en RPM y midiendo el ángulo de

deflexión del fluido, se deduce la tensión de cortadura (ζ) y el gradiente de

velocidad (du/dy). El motor se colocó a girar a 3, 6, 100, 200, 300 y 600 RPM

y se realizaron las lecturas de angulos de deflexión; este procedimiento se

realizó de ida y vuelta para obtener, mediante constantes (Tabla #6 de datos

experimentales); el valor correspondiente de RPM en du/dy en s-1 y el ángulo

de deflexión en ζ (dina/cm2) y finalmente graficar dichos valores para obtener

su respectivo diagrama reológico (Observar tabla de datos #5).

Los fluidos utilizados fueron: salsa de tomate, aceite comestible,

mayonesa y pintura; en todos los fluidos utilizados, el ángulo de deflexión

aumentaba a medida que aumentaban los RPM de ida, y de regreso disminuían

a medida que los RPM también lo hacían (Tabla de Resultados #2), además la

variación del ángulo de deflexión no era muy significativa en ambos procesos

de medición. La clasificación reológica se realizó utilizando los diagramas

du/dy Vs. ζ para cada uno de los fluidos, el diagrama correspondiente al

aceite comestible y a la mayonesa (Gráfica # 2 y 3, respectivamente)

determinan la presencia de un fluido de clasificación pseudoplático; los cuales

son fluidos independientes del tiempo, es decir, su viscosidad no varía frente a

esta magnitud; en las curvas obtenidas el efecto cortante aumenta a medida

que aumenta du/dy hasta que de vuelta los valores de ambos disminuyen en la

misma proporcion en que aumentaban. Entre tanto, la salsa de tomate y la

pintura (Gráfica #1 y 4, respectivamente) representan fluidos tixotrópicos; los

cuales representan fluidos cuya viscosidad tiende a variar a medida que

transcurre el tiempo, y donde la curva obtenida del diagrama presenta de

vuelta la disminución del efecto cortante, con valores muy diferentes a los que

reflejaba de ida.

Utilizando el Viscosímetro de Campo-Haakee, se determinó la

viscosidad de una pintura y del Aceite Monogrado, al primero se le realizó,

variando la concentración de la misma y al siguiente, variando la temperatura

a cual se realizaba la medición. Posterior a eso, la representación gráfica de

los datos obtenidos permitirán estudiar el comportamiento de esta propiedad

en función de la concentración y temperatura. En primer lugar, la pintura se

medió de forma pura (concentración: 100%) para obtener una viscosidad de

30dPa.s; las concentraciones utilizadas posterior a eso, fueron de 90, 80, 70,

60 y 50% (en el caso de 90%; 10% de agua) para obtener a la concentración

final una viscosidad de 0,3 dPa.s (los demás valores se reflejan en la Tabla de

Datos #3). Finalmente, se observa en la Grafica #5, la disminución de la

viscosidad a medida que la concentración disminuye y aumenta a medida que

la concentración también lo hace. Las viscosidades obtenidas se registraron en

35, 40, 50, 55 y 60°C; y se observó una progresiva disminución de las

mismas, en el transcurso del calentamiento. Inicialmente el aceite monogrado

presentó 1,20 dPa.s y en la última temperatura una viscosidad de 0,70 dPa.s;

obteniéndose así, una disminución de la viscosidad a medida que la

temperatura aumenta, debería entonces, aumentar la viscosidad a medida que

la temperatura disminuye (Grafica #6).

MARTÍNEZ, PEDRO CI:16.573.828

Debido a la gran cantidad de que ha desarrollado la ciencia de la

ingeniería de la mecánica de los fluidos se ha despertado un gran interés en el

desarrollo del entendimiento de las propiedades de los fluidos. Las

propiedades de densidad y viscosidad juegan papeles principales en los flujos

de canales abiertos y cerrados.

La viscosidad es la propiedad que poseen los fluidos en oponerse a la

componente de fuerza tangente a una superficie, es decir, un esfuerzo cortante

dicha sustancia es capaz de deformarse sin importar que tan pequeño sea ese

esfuerzo cortante, esta propiedad posee distintas formas de determinarla un

ejemplo de esto se comprobó en la recién culminada experiencia, ya que fue

posible determinar distintos valores de viscosidad en varios equipos usados

para su medición (viscosímetro) a distintas temperaturas, dichos equipos son

el viscosímetro de Saybot, de Campo o Rotacional y el viscosímetro de Fann,

este ultimo no pudo ser manipulado a la hora de realizar la experiencia, el cual

para ese momento se encontraba dañado, es importante señalar que si bien no

se pudo manipular fue posible entender fácilmente el funcionamiento del

mismo gracias a la explicación precisa de la facilitadota. Para dicho equipo se

analizaron datos ya medidos a concentración y temperaturas dadas, para dar

inicio a la respectiva clasificación reologica se tomaron cuatro fluidos los

cuales fueron: aceite, mayonesa, salsa de tomate y pintura; estos presentan un

comportamiento característico del tipo no newtoniano ya que una vez que se

graficaron los valores de vs. du/dy estos no presentaron una postura recta

que partiera del origen.

Una vez realizadas las graficas tanto de pintura como de salsa de tomate

se observo claramente una alteración en los esfuerzos cortantes aplicados a

determinados valores de du/dy lo que significa que estos fluidos son de

carácter tixotropico, por consiguiente su viscosidad varia con respecto al

tiempo.

En las dos graficas restantes (aceite y pintura) fue posible apreciar

según su comportamiento que se estaba en presencia de un fluido de carácter

pseudoplastico, esto se debe a que las graficas tanto de ida como de vuelta son

muy parecidas eran bastante parecidas lo que nos da indicios para afirmar que

la viscosidad de estos no varia con respecto al tiempo, es decir es

independiente del mismo.

Luego de graficar viscosidad en función de la temperatura se pudo

confirmar lo descrito en la teoría ya que la viscosidad se presenta

inversamente proporcional a la temperatura, es decir, a medida que aumenta la

temperatura la viscosidad disminuye, esto se debe a que cuando el fluido es

sometido a altas temperaturas el mismo presenta un mayor desorden a nivel de

sus moléculas por consiguiente la fuerza de adhesión entre estas disminuye.

Observando detalladamente la grafica de la viscosidad en función de la

concentración resulto bastante accesible apreciar que esta varia de manera

directamente proporcional a la concentración , esto se pudo comprobar ya que

al diluir poco a poco el fluido en estudio (pintura) la viscosidad fue

disminuyendo.

Si se hace un ajuste en la grafica, obteniéndose una línea recta en esta se

podría determinar una línea recta que permitiría encontrar una ecuación

practica para calcular las variaciones de viscosidad a distintas temperaturas.

Para la determinación de la viscosidad absoluta y cinemática de los

cuatro fluidos en estudio fue necesario la utilización de la carta ASTM, en la

cual se hizo uso del tiempo de escurrimiento de los fluidos a 100°F y 210°F,

simultáneamente se midió la gravedad especifica a esas mismas temperaturas

y a una promedio (150°F) , para dar con las determinaciones de las

viscosidades se empleo el tiempo de escurrimiento en segundos saybot

universal (SSU) con sus respectivos valores de temperatura, obteniendo

puntos los cuales fueron introducidos en un monograma, luego con la

intercepción de estos se apuntaron a la carta ASTM.

Es necesario resaltar que para la clasificación de los °API se realiza con

la carta ASTM y el peso especifico a una temperatura determinada

permitiendo apreciar que los cuatro fluidos son de carácter ya que se

encuentran por encima de los 30°API .

ROJAS, LESLEY CI: 17.008.630La viscosidad de un fluido es una propiedad fundamental en el

estudio del flujo de fluidos. Existen distintos aparatos para realizar mediciones de viscosidad, como por ejemplo, el Viscosímetro Saybolt-Furol Universal, el Viscosímetro de Campo y el Fann, los cuales fueron estudiados en ésta practica debido a su gran importancia a nivel industrial en la determinación de viscosidades. Los primeros dos fueron utilizados para determinar la viscosidad de varios hidrocarburos. En primer lugar se establecieron las gravedades específicas de los fluidos, a cada una de las temperaturas de trabajo mediante el uso de los hidrómetros, que es la razón del peso de un volumen dado de una sustancia al peso de un volumen de agua destilada. Este se sumergió hasta cierto punto en el cilindro que portaba el fluido, empezando con el de menor graduación para así escoger el hidrómetro adecuado; luego se tomaron las lecturas correspondientes.

El viscosímetro Saybolt-Furol Universal fue empleado para medir el tiempo de escurrimiento o tiempo que tardan en fluir 60 mL del líquido hasta el frasco. Se experimentó a dos temperaturas diferentes, 37.77 y 98.88 ºC (100 y 210 ºF), cuya aplicación fue importante para examinar el comportamiento del aceite con altas y bajas temperaturas. En las cuatro aberturas que presenta se añadieron fluidos diferentes: cuatro aceites de viscosidades distintas, como son el aceite de dos tiempos, el se caja, el SAE 50 Motor y el monogrado. De los cuatro orificios de viscosímetro, tres de ellos son Saybolt y uno Furol. Según los datos obtenidos en el laboratorio, el aceite que abarcó un espacio de tiempo más largo para bajar fue el monogrado puesto que era el mas denso y por ello se colocó en el orificio Furol, ya que el mismo está diseñado con un orificio màs grande `para adaptarse a este tipo de fluido màs viscoso. Este aceite cumple en requerimiento de un solo grado de clasificación de viscosidad y es usado en climas calurosos y fríos por su capacidad de adaptarse a la temperatura. Luego siguió el aceite SAE 50 Motor con menor tiempo y después los aceites de dos tiempos y de caja. Los viscosímetros miden la viscosidad de los aceites sintéticos y contribuyen a que se hagan a la medida de las necesidades de los motores actuales, ofreciendo el máximo de beneficios a término de rendimiento. Los líquidos espesos escurrieron con mucha más dificultad que los delgados. Así, mientras más viscoso sea el aceite menor será su tendencia a escurrir sobre la superficie o recipiente. La resistencia del aceite a fluir es una medida de su fricción interna: a menor fricción más fácilmente fluirá y por lo tanto la viscosidad será menor. A la mayor temperatura experimentada se observó una disminución de su viscosidad, abarcando un menor tiempo de escurrimiento. La unidad medida es el tiempo en segundos ( Segundos Saybolt y Segundos Furol Universal).

No obstante, para obtener los valores tanto de la viscosidad absoluta como de la cinemática se hizo uso de la carta ASTM, uniendo los datos de gravedad específica con los segundos Saybolt – Furol para encontrar las equivalencias de las viscosidades. Para la viscosidad absoluta se registraron valores muy pequeños, menores que uno en Pa.s, y para la cinemática mucho mayores en centistokes. Al mismo tiempo se midieron los º API de los líquidos, categoría usada por el Instituto Americano de Petróleo para clasificar los crudos y sus derivados con el fin de representar la calidad de los componentes básicos de los mismos y la calidad de sus aditivos. Algunos datos oscilaron entre los 30 y 40 º, siendo livianos y otros mayores de 40º condensados. A través del Nomograma viscosidad-Temperatura se dedujo el valor de los segundos Saybolt Universal, para la temperatura intermedia de 65,55º C (150ºF) conociendo dos temperaturas diferentes, siendo muy útil a la hora de hallar la viscosidad de cualquier líquido derivado del Petróleo. En las gráficas se puede observar que todas resultaron ser líneas rectas. La relación viscosidad-temperatura se conocía en dos puntos y se

estableció la temperatura intermedia para encontrar el valor de viscosidad.

El Viscosímetro de Fann no fue empleado en este experimento debido a que estaba dañado, pero se estudió el comportamiento reológico de 4 fluidos muy comunes, graficando la tensión de cortadura ( t ) en función del gradiente de velocidad (du/dy), tanto para la ida como para la vuelta, calculando en primer lugar sus valores. Al observar las formas de las gráficas, se notó la existencia de una relación no lineal entre dichas magnitudes a temperatura y presión constantes. Todos los fluidos son no newtonianos. En el caso de la Salsa de tomate y la pintura se mostró en las gráficas que son líquidos o fluidos tixotrópicos. Poseen una viscosidad que depende de la deformación angular inmediatamente anterior de la sustancia y tienden a asentarse cuando están en reposo. Su viscosidad aumenta a medida que pasa el tiempo, es decir, dependen de cuanto tiempo ha estado activa la tensión de corte. Los otros dos fluidos estudiados fueron el aceite comestible y la mayonesa, en cuyas gráficas se representó su comportamiento, resultando ser fluidos pseudoplásticos. Estos fluidos no dependen del tiempo y aunque en las gráficas no se partió del origen se mostraron cóncavas hacia abajo para bajas tensiones de corte y reflejaron una forma más lineal para valores más elevados de los mismos. Dichos fluidos, dependientes y no dependientes del tiempo, reflejan exactamente lo que ocurre en su uso cotidiano. En fin, ninguno de los fluidos satisfacieron la definición de un fluido newtoniano (no resultaron rectas), no pudiéndose calcular la viscosidad a través de su pendiente.

El viscosímetro de Campo fue utilizado para estudiar las variaciones de

viscosidad en un fluido en relación con las variaciones de temperatura y

concentración. Se instaló el equipo, empleando en primer lugar la pintura

(caucho) para modificar las concentraciones. Se midió su viscosidad estando

como fluido puro (100%) y luego se varió cinco concentraciones diferentes

(10, 20,30, 40, 50%) para medirla más diluida. Las escalas eran diferentes

dependiendo del embolo usado, y la unidad de medición es el dPa.s. En la

gráfica correspondiente se observó que ha medida que se disminuía su

concentración con agua decrecía su viscosidad, puesto que el líquido se

encarga de romper los enlaces que unen las moléculas de la pintura. En cuanto

al fluido usado, para variar su temperatura, se tomo el aceite monogrado, en la

cual al aumentar la temperatura disminuyó la viscosidad. La resistencia de un

fluido al corte depende de su cohesión y de su rapidez de transferencia de la

cantidad de movimiento molecular. Un líquido o fluido tiene fuerzas

cohesivas muy grandes en comparación con el gas, ya que sus moléculas se

encuentran más cerradas y unidas. La cohesión es al parecer la causa

predominante de la viscosidad en un líquido y como la cohesión decrece con

la temperatura, la viscosidad también lo hace. Estos resultados se pueden

comprobar en las gráficas de viscosidad Vs concentración y viscosidad Vs

temperatura. Luego se ajustó una de las gráficas por el método de mínimos

cuadrados para que la mayor cantidad de puntos se ajustaran a la curva y así

obtener una mucho mejor.

RODRÍGUEZ, INÉS CI: 17.010.870

Es importante determinar la necesidad para así conocer la facilidad con

que un fluido pueda moverse. Para ello se utilizaron dos tipos de

viscosímetros (viscosímetro de campo y el viscosímetro Saybolt Universal).

En el viscosímetros Saybolt Universal se pudo determinar la viscosidad

de cuatro fluidos, a temperaturas constante (110ºF, 150ºF, 210ºF); en donde se

hizo uso de la carta A.S.T.M., para conocer la viscosidad cinemática y

absoluta a 110T y 210ºF, en la cual el aceite 2 tiempo, el de transmisión y el

SAE 50 motor fueron sumergidos en el orificio universal, ya que estos fluidos

son menos viscosos; por el contrario el aceite monogrado es mas espeso y es

por ello que se utilizó el orificio furol que es mas grande y el calentamiento es

mas intenso, mediante los resultados obtenidos se pudo comprobar

experimentalmente para cada uno de los hidrocarburos que al aumentar la

temperatura el tiempo de escurrimiento es mas rápido y por consiguiente

disminuye la gravedad especifica, también se hace notar que el tiempo de

escurrimiento en el furol es mayor que en el orificio universal, para calcular la

viscosidad absoluta y cinemática a la temperatura de 150ºF se utilizó el

monograma para conocer el tiempo de escurrimiento en SSU, ya que se

conocían los SSU a 110ºF y 210ºF de los fluidos de los fluidos.

Posteriormente mediante la gravedad especifica se pudo determinar tanto

gráficamente como empíricamente los ºAPI, según estos resultados obtenidos

se observa en la tabla que todos los fluidos se encuentran por encima a los 30

ºAPI, lo cual permite afirmar que todos estos fluidos son de tipo liviano, cabe

destacar, que al disminuir la gravedad especifica aumentan los ºAPI. En el

viscosímetro de campo se estudiaron dos fluidos uno (aceite) para conocer la

variación de la viscosidad (M) en la temperatura, y el otro (pintura) para

determinar la viscosidad con respecto a la concentración; se pudo comprobar

experimentalmente que la viscosidad de un fluido disminuye al aumentar la

temperatura y por el contrario la viscosidad es directamente proporcional a la

concentración, o sea, a concentraciones muy diluidas el fluido se hace menos

viscoso. Por otra parte el viscosímetro Fann no pudo ser manejado, es por ello

que se analizaron datos ya medidos a temperatura y concentración constante,

para así hacer la respectiva clasificación reológica. Al graficar la tensión de

corte (T) con el gradiente de velocidad (du/dy), tanto de ida como de vuelta

para cada uno de los fluidos, estos presentaron un comportamiento reológico

no newtoniano, para la salsa de tomate y la pintura se puede observar en la

grafica que su comportamiento es de tipo tixotrópico, lo que significa que la

viscosidad de estos fluidos varían con el tiempo, así como el gradiente de

velocidad y temperatura, por el contrario el aceite y la mayonesa se puede

observar que son fluidos de tipo pseudoplástico, a diferencia de los

tixotrópicos, estos son independientes del tiempo, es decir su viscosidad no

cambia con el mismo.

CONCLUSIONES

HERRERA, PEDRO CI: 17.008.594

El Viscosímetro Saybolt, proporciona una medición de

viscosidad basada en la facilidad o dificultad del fluido, a pasar a

través de un tubo capilar y descargar 60mL; se obtiene en SSU y

SSF.

La viscosidad cinemática y absoluta del aceite monogrado, de

transmisión, de dos tiempos y SAE 50, se determinan utilizando la

carta de ASTM, previa determinación de la densidad específica y a

una temperatura determinada.

El Viscosímetro Fann permite determinar el gradiente de

velocidad que proporciona un fluido y la deflexión angular para

deducir así la tensión de cortadura y realizar la clasificación

reológica.

El aceite comestible y la mayonesa representan fluidos de

clasificación pseudoplastica, por lo que su viscosidad no tiende a

variar a medida que transcurre el tiempo.

La salsa de tomate y la pintura corresponden a fluidos cuya

viscosidad manifiesta cambios, a medida que transcurre el tiempo;

por lo tanto es un fluido de tipo tixotrópico.

La viscosidad aumenta a medida que aumenta la concentración

de una fluido, por lo tanto, disminuye a medida que la concentración

también disminuye.

El viscosímetro de Campo-Haakee, utilizando un conjunto de

medidores de adaptables y permitiendo la utilización de cualquier

fluido proporciona la determinación más práctica de viscosidad.

A medida que la temperatura aumenta la viscosidad de un fluido

disminuye y aumenta cuando la temperatura disminuye.

MARTÍNEZ, PEDRO CI:16.573.828

Mediante graficas fue posible clasificar reologicamente distintos

fluidos.

Se adquirió destreza a la hora de manipular los equipos

necesarios para la determinación de la viscosidad.

La viscosidad es inversamente proporcional a la temperatura ya

que a medida que la temperatura aumenta esta disminuye.

La concentración es directamente proporcional a la temperatura,

es decir, si disminuye la concentración disminuye la viscosidad.

Se alcanzo el aprendizaje de calcular las distintas viscosidades

conociendo su gravedad especifica y tiempo de escurrimiento en

la carta ASTM.

En un fluido tixotropico la viscosidad varia con respecto al

tiempo.

En un fluido pseudoplastico la viscosidad es independiente del

tiempo.

Fue posible cumplir con los objetivos de esta experiencia, el cual

el mas importante fue determinar la viscosidad de varios

hidrocarburos a dos temperaturas predeterminadas y a una

desconocida, lo cual se alcanzo con éxito.

ROJAS, LESLEY CI: 17.008.630

Se midió la viscosidad de varios fluidos mediante el uso del

viscosímetro de Saybolt-Furol Universal, el viscosímetro Fann y el de

Campo.

La gravedad específica registrada con el hidrómetro varió de 0,8 a 0,9 a

las distintas temperaturas para cada aceite utilizado

El aceite monogrado fue el mas viscoso, teniendo un tiempo de

escurrimiento mayor a los demás aceites, por la cual se utilizó el

orificio Furol

Se usó la carta ASTM para calcular los valores de viscosidad absoluta y

cinemática y mediante una equivalencia de la gravedad específica a

ºAPI , se clasificó a los fluidos como livianos y condensados.

El nomograma viscosidad-temperatura permitió establecer los valores

de viscosidad para cada fluido derivado del petróleo a las temperaturas

intermedias.

El estudio reológico hecho a los fluidos en el viscosímetro de Fann (no

utilizado) reflejó el comportamiento de cuatro fluidos distintos

(mayonesa, salsa de tomate, aceite comestible y pintura), verificándose

mediante los gráficos que eran no newtonianos (tixotrópico,

pseudoplástico).

La viscosidad varia inversamente proporcional a la temperatura; a

mayor temperatura menor viscosidad, ya que hay un mayor desorden a

nivel de sus moléculas, disminuyendo la fuerza de adhesión.

La viscosidad varia directamente proporcional a la concentración. A

medida que aumenta la concentración, esta aumenta y viceversa.

RODRÍGUEZ, INÉS CI: 17.010.870

- Por medio de la carta ASTM podemos calcular la viscosidad absoluta

y cinemática de un fluido conociendo el tiempo de escurrimiento en

SSU o SF.

- El monograma se utiliza para calcular el tiempo de escurrimiento de

un fluido (SSU), a cualquier temperatura, siempre y cuando se

conozca los tiempos SSU a dos temperaturas.

- Al disminuir la gravedad especifica aumentan los º API.

- La viscosidad absoluta disminuye al aumentar la temperatura.

- La gravedad especifica da una equivalencia a grados ºAPI el cual nos

permite clasificar a los hidrocarburos como condensadas, livianas,

pesados y extrapesados.

- Mediante la representación grafica de tao (T) vs gradiente de

velocidad (du/dy), podemos conocer el comportamiento reológico de

un fluido, ya sea newtoniano o no newtoniano.

- Los fluidos cuya viscosidad es independiente del tiempo, se les

conoce como fluido pseudoplástico y otros cuya viscosidad varía con

el tiempo, se denominan fluidos ticotrópico.

ANEXOS

ANEXO #1: MUESTRA DE CÁLCULOS

1. La viscosidad en °API se calculó de forma empírica mediante la formula:

El Aceite de 2 Tiempos, presenta a 37,7°C un gravedad específica de

0,850; por lo tanto °API para este fluido se determina de la siguiente

manera:

De la misma forma, para todos los fluidos a determinadas temperaturas.

2. Determinación de velocidad angular y tensión de cortadura, para la

clasificación reológica a partir de los datos suministrados por el Viscosímetro

Fann:

Para la salsa de tomate se obtuvo de ida, un RPM de 3 y un angulo de

deflexión de 5; entonces:

El mismo procedimiento se efectuó para cada fluido de ida y vuelta.

3. Ajuste para la gráfica de temperatura (utilizando Aceite Monogrado) Vs. Viscosidad

absoluta (Datos arrojados por el Viscosímetro de Campo- Haakee); por el método de

Mínimos Cuadrados:

T (°C) µ (dPa.s)

35 1,2

40 0,9

50 0,7

55 0,58

60 0,41

Pendiente (m)

Intercepto (b)

Numero de datos (n)

X = 35 + 40 + 50 + 55 + 60 = 240

Y = 1,2 + 0,9 + 0,7 + 0,58 + 0,41 = 3,79

XY = 42 + 36 + 35 + 31,9 + 24,6 = 169,5

(X)2 = (35)2 + (40)2 + (50)2 + (55)2 + (60)2 = 11950

(X)2 = (240) 2 = 57600

Numero de datos = n = 5

X = (X / n) = (240 / 5) = 48

Y = (Y / n) = (3,79 / 5) = 0,758

Pendiente = m = (n. XY - X. Y) / (n. (X)2 -(X)2)

m = (5 x (169,5 – 240 x 3,79)) / (5 x (11950 – 57600)) = -0,0288

Intercepto: b = Y – m.X = 0,41 – (-0,0288 x 60) = 2,138

Ecuación de la recta Y = m.X + b

Y = -0,0288X + 2,138 = 0,0925.

Utilizando la ecuación de la recta correspondiente a la gráfica T Vs μ se

calcularon nuevos valores respectivos y se graficaron nuevamente.

T (°C) μ (dPa.s)

0 2,138

10 1,850

20 1,562

30 1,274

40 0,986

50 0,698

60 0,41

ANEXO #2: GRÁFICAS

ANEXO #3: TABLAS UTILIZADAS

Equivalente de viscosidad absoluta (dinámica)

Equivalente de viscosidad cinemática

Fuente: Material de Apoyo, Procesos Químicos I